Baja Tahan Karat untuk Sistem Pembersih Gas Buang Desulfurisasi (FGD)

Pembersih gas buang desulfurisasi (FGD) basah merupakan salah satu lokasi paling korosif di pembangkit listrik, dan pemilihan material di sana didasarkan pada kandungan klorida, pH rendah, kondensasi asam, serta abrasi—bukan hanya suhu. Jenis baja tahan karat yang tepat bergantung pada zona: 316L mungkin cocok untuk lokasi dengan kondisi ringan, tetapi absorber, antarmuka basah-kering, serta wilayah konsentrasi klorida sering memerlukan 317L, duplex 2205, atau kelas superaustenitik dan super duplex dengan 6% molibdenum. Memilih paduan yang terlalu rendah ketahanannya menyebabkan terjadinya pit dan korosi celah secara cepat; sebaliknya, memilih kelas yang tepat memungkinkan operasi selama puluhan tahun. Di Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd., kami membantu operator memetakan kondisi lingkungan ke kelas paduan yang sesuai, per zona.

Lingkungan FGD basah
Dalam scrubber batu kapur basah, gas buang panas bertemu dengan slurry yang menyerap sulfur dioksida, menghasilkan campuran kimia yang sangat korosif. Klorida, yang terbawa dari batu bara dan terkonsentrasi akibat penguapan serta sirkulasi ulang, merupakan faktor utama terjadinya korosi pit dan korosi celah; konsentrasinya dalam cairan bersirkulasi dapat mencapai ribuan hingga puluhan ribu bagian per juta. Nilai pH rendah, umumnya berkisar antara 4 hingga 6 pada slurry utama dan jauh lebih rendah lagi pada kondensat lokal, sementara spesies belerang sisa serta oksigen terlarut menambah sifat asam pengoksidasi.
Serangan fisik menambah beban pada reaksi kimia. Padatan batu kapur dan gips mengikis permukaan, sedangkan slurry yang mengalir melalui header semprot, nozzle, dan pipa daur ulang mengikis lapisan pelindung. Titik terburuk berada di antarmuka basah-kering, seperti pada bagian masuk (inlet), di mana gas panas pertama kali bersentuhan dengan cairan dan penguapan memekatkan klorida serta asam menjadi lapisan agresif yang dapat menimbulkan lubang korosi bahkan pada material berkualitas tinggi sekalipun. Perubahan suhu dari panas di bagian masuk hingga mendekati suhu ambien di saluran keluar (outlet ducting) menyebabkan mekanisme korosi berubah sepanjang jalur aliran.

Mengapa kelas standar kesulitan
Anda menilai ketahanan baja austenitik atau baja duplex terhadap korosi pitting akibat klorida menggunakan angka ekuivalen ketahanan pitting (pitting resistance equivalent number/PREN), yang dihitung secara perkiraan sebagai kromium ditambah 3,3 kali molibdenum ditambah 16 kali nitrogen. Semakin tinggi nilai PREN, semakin tinggi kadar klorida dan semakin rendah pH yang dapat ditoleransi baja tersebut sebelum terjadi korosi pitting.

316L, dengan nilai PREN sekitar 25, hanya mampu menahan kadar klorida moderat dan cepat mengalami pengikisan (pitting) dalam larutan FGD pekat, sehingga hanya digunakan di zona paling ringan. 317L, yang mengandung molibdenum tambahan, sedikit memperluas jangkauan ketahanannya. Duplex 2205 menawarkan nilai PREN lebih tinggi serta kekuatan luluh sekitar dua kali lipat dibanding 316L, sehingga memungkinkan penggunaan bagian pipa slurry dan komponen dalam absorber yang lebih tipis namun lebih kuat. Ketika kadar klorida mencapai puluhan ribu ppm dan pH turun, hanya baja tahan karat 6Mo superaustenitik atau super duplex 2507 yang secara andal tahan terhadap pengikisan (pitting) dan serangan celah (crevice attack).

Zona bahan di seluruh sistem
Sistem FGD paling baik dibaca sebagai serangkaian lingkungan. Zona masuk dan zona pendinginan (quench), yaitu antarmuka basah-kering dengan gas panas, asam yang mengembun, serta klorida yang terkonsentrasi, merupakan bagian paling berat; umumnya memerlukan konstruksi superaustenitik 6Mo atau berlapis. Bejana penyerap (absorber vessel) beserta komponen internalnya, header semprot (spray headers), dan pipa sirkulasi ulang (recycle piping) terpapar slurry kaya klorida yang terkonsentrasi dan abrasif pada suhu sedang, sehingga sering menggunakan baja duplex 2205 atau kelas superaustenitik. Pipa sirkulasi ulang dan pembuangan slurry, yang rentan terhadap erosi-korosi, memperoleh manfaat dari kekuatan duplex serta nilai PREN-nya. Duktus keluar (outlet duct) dan wilayah eliminasi kabut (mist eliminator), yang lebih dingin dan biasanya mengandung klorida lebih rendah namun tetap basah dan asam, dapat menggunakan 317L atau baja duplex tergantung kondisi lokal. Duktus hilir yang dipanaskan ulang (reheated) atau kering bersifat lebih ringan sehingga memungkinkan penggunaan kelas baja yang lebih rendah.
Karena setiap zona berbeda, satu jenis paduan jarang cocok untuk seluruh sistem. Melebihi spesifikasi di semua tempat berarti membuang uang; sementara kurang spesifikasi di inlet atau absorber justru mengundang kegagalan. Memetakan konsentrasi klorida, pH, suhu, dan abrasi untuk tiap lokasi merupakan pendekatan terukur dalam memilih bahan yang tepat.

Celahan, las, dan fabrikasi
Bahkan paduan yang tepat pun akan gagal lebih awal jika celahan dan sambungan las diabaikan. Gasket, sambungan baut tumpang-tindih, endapan, serta las penetrasi tidak sempurna menciptakan celahan tempat klorida terkonsentrasi dan terjadinya pitting dimulai pada tingkat di bawah ambang batas yang biasanya dapat ditahan oleh logam utama. Desain harus meminimalkan celahan, mengutamakan las penetrasi penuh, serta memungkinkan drainase agar partikel padat tidak menumpuk.
Pengelasan harus melindungi ketahanan terhadap korosi. Untuk kelas duplex, laju masukan panas yang terkendali dan bahan pengisi yang tepat menjaga keseimbangan ferit–austenit serta menghindari fasa yang menyebabkan kerapuhan; untuk superaustenitik, bahan pengisi berbasis nikel yang kelebihan paduan mengkompensasi segregasi molibdenum di area las. Warna panas akibat pemanasan harus dihilangkan dan permukaan harus diaktifkan ulang (repassivated), karena zona las yang kekurangan kromium merupakan lokasi pertama yang diserang oleh cairan FGD. Identifikasi material positif (PMI) pada pipa dan fitting yang diterima mencegah kesalahan mahal berupa penggunaan kelas rendah di zona berklorida tinggi.

Mengapa peningkatan sering kali diperlukan
Banyak sistem FGD awalnya dibangun dengan lapisan pelindung atau baja tahan karat berkualitas lebih rendah, lalu ditingkatkan seiring meningkatnya klorida dalam bahan bakar, siklus beban yang memicu kondensasi lebih banyak, atau kegagalan lapisan pelindung yang mengakibatkan terpaparnya substrat. Penggunaan batu bara dengan kandungan klorida lebih tinggi, daur ulang air yang memekatkan garam, serta batas emisi yang lebih ketat—yang menambahkan tahapan basah—semuanya mendorong lingkungan operasi menuju penggunaan paduan dengan nilai PREN lebih tinggi. Peningkatan ke kelas duplex atau superaustenitik mengurangi ketebalan dinding berkat kekuatan yang lebih tinggi, memangkas waktu pemeliharaan, dan memperpanjang masa pakai, sehingga sering kali membenarkan biaya paduan yang lebih tinggi selama sisa masa operasi pembangkit.

Panduan Praktis
Pilih bahan-bahan FGD per zona berdasarkan kadar klorida, pH, suhu, dan abrasi, dengan menggunakan PREN sebagai panduan penyaringan: hanya 316L untuk wilayah ringan, 317L dan duplex 2205 untuk klorida sedang hingga tinggi, serta 6Mo superaustenitik atau super duplex 2507 untuk bagian inlet, absorber, dan larutan pekat. Minimalkan celah, gunakan filler yang tepat, dan hilangkan heat tint. Wenqiang menyediakan pipa, tabung, dan fitting dari baja tahan karat 316L, 317L, duplex 2205, serta super duplex 2507/S32750 yang dilengkapi uji PMI, kimia, mekanis, dan korosi, sehingga operator dapat mencocokkan setiap zona scrubber dengan paduan yang telah diverifikasi dan bersertifikat secara tepat.

Pertanyaan yang Sering Diajukan
T: Mengapa 316L sering tidak memadai untuk scrubber FGD?
J: 316L memiliki nilai PREN sekitar 25 dan hanya tahan terhadap kadar klorida yang moderat. Larutan FGD mengkonsentrasikan klorida hingga ribuan atau puluhan ribu ppm pada pH rendah, sehingga 316L mengalami pitting dan korosi celah secara cepat—kecuali di zona paling ringan.
T: Bagaimana cara memilih baja tahan karat untuk berbagai zona FGD?
A: Petakan konsentrasi klorida, pH, suhu, dan abrasi untuk setiap lokasi, lalu cocokkan PREN: 316L untuk zona ringan, 317L dan duplex 2205 untuk klorida sedang hingga tinggi, serta 6Mo superaustenitik atau super duplex 2507 untuk inlet, absorber, dan liquor terkonsentrasi yang agresif.

Untuk pipa, tabung, dan fitting stainless steel kelas FGD dalam 316L, 317L, 2205, dan 2507 dengan uji PMI penuh dan pengujian korosi, hubungi Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. di +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/